黄河流域天然径流量突变性与周期性特征

突变性和周期性是水文时间序列的两个重要特征。黄河流域面积广阔，各区域水文水资源系统演变规律各不相同，它们的突变和周期变化及其形成的物理机制遍异，因此系统分析各区域水资源突变性和周期性特征及其影响机制具有重要意义。把黄河流域划分为15个区域，计算出各区域1951—1998年的年天然径流量系列。利用Mann-Kendall非参数检验方法检测黄河流域各区域年天然径流量的突变年份，结果表明各区域的突变年份不完全一致，主要在1953—1955年、1979—1983年、1991—1993年等发生了突变，这些突变与北半球气候突变具有一致性，且由于下垫面改变、人类活动等影响而复杂化。利用Morlet小波分析各区域年天然径流量的变化周期，发现主要存在3～4a、7～9a、11a的周期，形成这些周期的物理因子有太阳黑子、海—气相互作用和下垫面因素等。通过分析黄河流域主要产流区不同时段小波系数变化，发现20世纪80年代之后年径流量主要以短周期变化。     

川西亚高山三个森林群落的湿林冠蒸发速率

于3个假说和林冠上方2m处的气象变量，采用Penman-Monteith组合模型估算了一个生长季节内川西亚高山林区分别以云杉(SF)、冷杉(FF)和白桦(BF)为优势树种的3个林分的湿林冠蒸发速率(Er)。研究结果表明，SF、FF和BF的湿林冠蒸发量(E)分别为44．51mm、88．51mm和57．8mm，分别占总降雨量的9．2％、16．6％和10．2％。与SF和BF相比，FF具有最高的月平均Er和蒸发比例。SF、FF和BF的平均Er分别为0．097mm／h(变化范围：0．028-0．487mm／h)、0．242mm／h(变化范围：0．068～0．711mm／h)和0．149mm／h(0．060～0．576mm／h)。最高和最低的月平均Er分别在6月(SF、FF和BF分别为0．120mm／h、0．317mm／h和0．169mm／h)和10月(SF、FF和BF分别为0．083mm／h、0．187mm／h和0．101mm／h)。8：00至16：00期间的平均点Er显著高于0：00至8：00以及16：00至0：00期间的平均Er。Er显著的日变化和月变化主要归因于林冠上方的太阳辐射、空气温度和相对湿度的变化。     

中国兴凯湖北岸平原晚全新世花粉记录及泥炭沼泽形成

通过兴凯湖北岸平原泥炭剖面高分辩率花粉分析研究，对晚全新世花粉划分4个组合带。XKH-4组合时期(1857～1746aB．P．)为沼泽发育前期，这一时期花粉浓度小，陆生草本植物占优势，气候干冷。XKH-3组合时期(1746～1287aB．P．)为沼泽发育早期，这一时期花粉浓度较大，且水生植物花粉含量为剖面最高，喜温落叶阔叶植物大发展时期，气候温和湿润。XKH-2组合时期(1287～602aB．P．)为沼泽发育中期，这一时期花粉浓度最小，但以陆生草本植物为主，木本植物为辅，水生植物急剧减少，针叶植物出现两次高峰，气候向冷干方向发展。XKH-1组合时期(602aB．P．至今)为沼泽发育盛期，这一时期花粉浓度最大，陆生草本植物大发展时期，气候波动较大。     

上海地区湿地水生维管束植物及其区系特征

在参照相关资料基础上，结合实地调查，得出上海地区湿地水生维管束植物共49科107属179种。从植物生态型和生活型等方面来划分，上海地区水生维管束植物可主要分为内陆河湖水生植物、河口海岸滩涂植物和湿生植物3种类型。从区系组成来看，包含5种以上的12个较大科构成了上海地区水生维管束植物的主体，其中禾本科和莎草科种类最多；区内各属种数都在10种以下，包含3种以上的属有19属，共79种，分别占总属数的17．8％和总种数的44．2％。从区系分布区类型来看，水生蕨类植物种主要有4种分布区类型，世界分布为主要类型；而水生种子植物属有13种分布区类型，其中6个热带分布类型共有39属，占总属数的61．9％，6个温带分布类型共有24属，占总属数的38．1％，表明上海地区水生种子植物区系具有偏热带性质。同时，讨论了水生维管束植物在湿地生态系统以及湿地生态恢复中的重要作用。     

Study of statistically correcting model CMAQ-MOS for forecasting regional air quality

Based on analysis of the air pollution observational data at 8 observation sites in Beijing including outer suburbs during the period from September 2004 to March 2005, this paper reveals synchronal and in-phase characteristics in the spatial and temporal variation of air pollutants on a city-proper scale at deferent sites; describes seasonal differences of the pollutant emission influence between the heating and non-heating periods, also significantly local differences of the pollutant emission influence between the urban district and outer suburbs, i.e. the spatial and temporal distribution of air pollutant is closely related with that of the pollutant emission intensity. This study shows that due to complexity of the spatial and temporal distribution of pollution emission sources, the new generation Community Multi-scale Air Quality (CMAQ) model developed by the EPA of USA produced forecasts, as other models did, with a systematic error of significantly lower than observations, albeit the model has better capability than previous models had in predicting the spatial distribution and variation tendency of multi-sort pollutants. The reason might be that the CMAQ adopts average amount of pollutant emission inventory, so that the model is difficult to objectively and finely describe the distribution and variation of pollution emission sources intensity on different spatial and temporal scales in the areas, in which the pollution is to be forecast. In order to correct the systematic prediction error resulting from the average pollutant emission inventory in CMAQ, this study proposes a new way of combining dynamics and statistics and establishes a statistically correcting model CMAQ-MOS for forecasts of regional air quality by utilizing the relationship of CMAQ outputs with corresponding observations, and tests the forecast capability. The investigation of experiments presents that CMAQ-MOS reduces the systematic errors of CMAQ because of the uncertainty of pollution emission inventory and improves the forecast level of air quality. Also this work employed a way of combining point and area forecasting, i.e. taking the products of CMAQ for a center site to forecast air pollution for other sites in vicinity with the scheme of model products "reanalysis" and average over the "area".     

超低频电磁声源非线性动力学建模与分析

电磁声源输出力大、体积小、易于实现超低频输出,在无人反水雷作战中具有显著优势。其动力学行为受到机械回复力和电磁力的耦合作用影响,当施加电流超过坍塌电流,电磁力将超过机械回复力, 就会发生吸和,造成声源的损坏。为准确描述电磁声源非线性动力学特性,预先评估坍塌电流,建立考虑动态漏磁系数的声源非线性动力学模型。通过三维有限元仿真计算动铁芯运动到不同位置处气隙的漏磁系数, 拟合得到动态漏磁系数。根据等效磁路法建立声源的改进电磁力模型,进而建立电磁声源非线性动力学模型。 通过 Runge-Kutta 算法计算得到阶跃激励下声源振动的位移和速度,绘制相平面图。研究稳定与失稳 2 种情况下的相轨迹的动态变化规律,为电磁声源的设计和控制提供理论支撑。     

基于YOLO算法的海洋中尺度涡三维结构构建

海洋中尺度涡是一种常见的中尺度海洋现象,研究海洋中尺度涡的分布及运动特性对航运、气候、军事等具有重要作用,海洋中尺度涡的识别是海洋学和计算机科学领域的一个热门研究课题。运用深度学习的方法和框架,对中尺度涡的二维识别和三维结构构建展开研究分析。首先,获取全球海洋再分析数据并进行流线可视化,构建涡旋流线数据集;其次,利用YOLO v5s卷积神经网络对涡旋流线数据集进行训练,并对南海区域中尺度涡进行有效检测。实验结果表明,YOLO v5s训练后得到最优模型经过测试,平均检测精度均值达到了86.10%;最后,根据涡旋检测结果,对检测出的同时刻不同深度的涡旋判断是否属于同一涡旋,确定后进行该涡旋的三维结构构建。     

基于ROSE2.0的普洱地区CINRAD/CC雷达冰雹探测算法评估及参数本地化

为提高冰雹探测算法（Hail Detection Algorithm,HDA）产品的可用性,针对2015—2020年普洱地区监测到的22次冰雹个例,利用新一代雷达业务应用软件ROSE2.0对相关雷达基数据进行回放及产品分析,以命中率、虚警率、临界成功指数为指标对HDA算法在普洱地区的识别效果进行评估并给出本地化参数配置方案。结果表明:HDA算法在普洱地区命中率接近100%,但虚警现象非常普遍,使用强冰雹概率（Probability of Severe Hail,POSH）的预警效果优于任意大小冰雹概率（Probability of Hail,POH）,且冰雹尺寸越大POSH虚警的概率越低。进一步使用模拟测评法对POSH算法的适配参数进行分析,发现正确输入降雹日当天的0 ℃层和-20 ℃层高度能有效减少POSH的虚警率及提高临界成功指数;同时使算法预测的最大冰雹直径普遍偏大的情况得到控制,其中,中小冰雹直径偏离百分比减小76.07%,改善效果显著高于大冰雹。此外,增大反射率因子及POSH阈值能有效控制虚警,但也导致漏报次数快速增加,当阈值太大时命中率明显降低,为了保证较高的命中率和临界成功指数,选择Z=50 dBz或POSH=70%为阈值能明显改善HDA算法的识别效果。     

Effect of the Initial Vortex Structure on Intensity Change During Eyewall Replacement Cycle of Tropical Cyclones: A Numerical Study

This study investigates the effect of the initial tropical cyclone (TC) vortex structure on the intensity change during the eyewall replacement cycle (ERC) of TCs based on two idealized simulations using the Weather Research and Forecasting (WRF) model. Results show that an initially smaller TC with weaker outer winds experienced a much more drastic intensity change during the ERC than an initially larger TC with stronger outer winds. It is found that an initially larger TC vortex with stronger outer winds favored the development of more active spiral rainbands outside the outer eyewall, which slowed down the contraction and intensification of the outer eyewall and thus prolonged the duration of the concentric eyewall and slow intensity evolution. In contrast, the initially smaller TC with weaker outer winds corresponded to higher inertial stability in the inner core and weaker inertial stability but stronger filamentation outside the outer eyewall. These led to stronger boundary layer inflow, stronger updraft and convection in the outer eyewall, and suppressed convective activity outside the outer eyewall. These resulted in the rapid weakening during the formation of the outer eyewall, followed by a rapid re-intensification of the TC during the ERC. Our study demonstrates that accurate in- itialization of the TC structure in numerical models is crucial for predicting changes in TC intensity during the ERC. Additionally, monitoring the activity of spiral rainbands outside the outer eyewall can help to improve short-term intensity forecasts for TCs experiencing ERCs.     

葛洲坝至胭脂坝长江干流段江豚活动规律

长江江豚是我国一级保护野生动物,也是长江生态系统的指示性物种,其种群数量恢复情况及活动规律一直备受关注。本文选择长江宜昌段江豚活动频繁的葛洲坝下游至胭脂坝江段为研究区域,于2021年6月-2022年5月采用定点目测、水上流动监测与无人机监测相结合的方法分区监测长江江豚的游泳行为,分析长江江豚的活动规律,构建了长江江豚出水头次的零膨胀泊松回归模型,识别影响长江江豚出水头次的关键因素,建立长江江豚出水头次与各因素间的相关关系。结果表明:(1)葛洲坝至胭脂坝长江干流段监测到最大江豚出水头次为19头次,长江江豚集群规模以2~3头最为常见,占比达58.1%;长江江豚主要表现出4种行为特征,各行为占比从大到小依次为:玩耍＞休息＞摄食＞抚幼。(2)长江江豚在葛洲坝下游近坝区(A区,葛洲坝至至喜长江大桥)出水头次最多,且在秋冬季节累计出水头次多于春夏季节,冬季累计出水头次最高,达252头次。(3)长江江豚出水头次与电站下泄流量呈显著负相关;浊度增大,长江江豚出水的概率减小。本文研究结果对长江江豚生态保护策略及长江十年禁渔效果评估具有重要参考价值。